半導體(ti) 製造業(ye) 發展迅速，“綠色”技術無疑具有光明的未來，這就要求有新的激光加工工藝與(yu) 技術來獲得更高的生產(chan) 品質、成品率和產(chan) 量。除了激光係統的不斷發展，新的加工技術和應用、光束傳(chuan) 輸與(yu) 光學係統的改進、激光光束與(yu) 材料之間相互作用的新研究，都是保持綠色技術革新繼續前進所必須的。下文圍繞紫外DPSS 激光器、準分子激光器、光纖激光器在半導體(ti) 行業(ye) 中的加工應用，展開論述。

    紫外二極管泵浦固體(ti) （DPSS）激光器係統具有可靠性高、加工重複性好等特點，廣泛應用於(yu) 微加工、表麵處理與(yu) 材料加工等領域。這種UV DPSS激光加工方法優(you) 於(yu) 其它的激光加工方法或機械、化學加工方法，在半導體(ti) 與(yu) 其它工業(ye) 應用中具有很大的發展潛力。

    在劃片、切割、結構構造、過孔鑽孔等微加工領域廣泛使用DPSS激光器來對以下材料進行加工：矽片、藍寶石、CVD化學氣相沉積鑽石、III-V族半導體(ti) （砷化稼、磷化銦、磷化鉀）與(yu) III族氮化物（氮化稼、氮化鋁）等。DPSS激光器也被用於(yu) 陶瓷、塑料與(yu) 金屬材料的微加工。

    355nm與(yu) 266nm多倍頻DPSS激光器在紫外波段可以輸出數瓦的功率、kHz量級高重複頻率、高脈衝(chong) 能量的激光，短脈衝(chong) 的光束經過聚焦後可以產(chan) 生極高的功率密度，在晶圓劃片中可以使材料迅速氣化。在通常的激光劃片過程中，采用了一種遠場成像的簡易技術將光束聚焦到一個(ge) 小點，然後移到晶片材料上。不同的材料由於(yu) 吸收光的特性不一樣，因此需要的光強也不一樣，但是這種遠場成像的聚焦光斑在調節優(you) 化光強時不夠靈活，光強過強或過弱都會(hui) 影響激光劃片效果。而且通常的激光劃片局限於(yu) 獲得最小的聚焦光斑，後者決(jue) 定了劃片的分辨率。

    要達到理想的加工效果，優(you) 化激光光強就很重要了，因此需要一種新的激光劃片方法來克服現有技術的缺陷。美國JPSA公司的技術人員開發了一種有效的光束整形與(yu) 傳(chuan) 遞的光學係統，該係統可以獲得很狹窄的2.5微米切口寬度，可以在保證最小聚焦光斑的同時調節優(you) 化激光強度，大大提高了半導體(ti) 晶圓劃片的速度，同時降低了對材料過度加熱與(yu) 附帶損傷(shang) 的程度。這種新的激光加工工藝與(yu) 技術可以獲得更高的生產(chan) 品質，更高的成品率和產(chan) 量。

    JPSA對不同波長的激光進行開發，使它們(men) 特別適合於(yu) 晶圓切割應用，采用266nm的DPSS激光器對藍光LED藍寶石晶圓的氮化镓正麵進行劃片，正切劃片速度可達150 mm/s，每小時可加工大約15片晶圓（標準2英寸晶圓，裸片尺寸350μm × 350μm），切口卻很小（＜3μm）。激光工藝具有產(chan) 能高、對LED性能影響小的特點，容許晶圓的形變和彎曲，其切割速度遠高於(yu) 傳(chuan) 統機械切割方法。除了藍寶石之外，碳化矽也可以用來作為(wei) 藍光LED薄片的外延生長基板。266nm和355nm紫外DPSS激光器（帶隙能量分別為(wei) 4.6 eV和3.5 eV）可用於(yu) 碳化矽（帶隙能量為(wei) 2.8 eV）劃片。JPSA通過持續研發背切劃片的激光吸收增強等新技術，研發了雙麵劃片功能，355nm的DPSS激光器可以從(cong) LED的藍寶石麵進行背切劃片，實現了劃片速度高達150mm/s的高產(chan) 量背切劃片，無碎片並且不損壞外延層。 對於(yu) 第III-V主族半導體(ti) ，例如砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）和磷化銦（InP），典型的切口深度為(wei) 40μm，250微米厚的晶圓劃片速度高達300mm/s。